Крещение огнем. Вьюга в пустыне
Шрифт:
Создание УР может решить большую часть проблем по созданию СВКМ. Просто сначала люди на существующих предприятиях будут заменены УРами. Но ради достижения этой цели необходимо проделать огромную работу по созданию программ для абсолютно всех видов производственных операций.
– Может быть, попробуем наметить главные этапы создания самовоспроизводящихся комплексов, товарищ Нейчев?
– Мы можем разделить создание СВКМ на три этапа.
Первый – создание УР.
Второй этап – эксперимент «Техносфера-2». То есть создание экспериментальной базы по разработке СВКМ.
Второй этап можно начать и до создания УР. Вместо них
Назовем «техносферой» всю человеческую индустриальную базу, покрывшую поверхность Земли. Поэтому наш экспериментальный комплекс можно назвать «Техносферой-2», так как она представляет собой уменьшенную копию глобальной самоподдерживающейся техносферы. Эксперимент «Техносфера-2» будет иметь огромное самостоятельное значение независимо от программы создания СВКМ. Он послужит прототипом будущих космических поселений, которым надо самим, без помощи извне, решать свои проблемы. Эксперимент обязательно даст многие решения производственных проблем, которые затем помогут оптимизировать и мировую экономику, и экономику отдельных государств и их регионов.
Затем наступает черед третьего этапа: создания СВКМ путем постепенной замены людей, работающих в «Техносфере-2», на универсальных роботов.
Критерий успеха проекта будет таков: наш СВКМ должен успешно создать второй такой же самовоспроизводящийся комплекс, причем без человеческой помощи. Удачный исход эксперимента означает, что сбылась мечта о самовоспроизведении машин.
– Но ведь, Димитар, создание полноценного робота-андроида – сложнейшая задача!
– Однако она вполне решаема. Универсальный робот (УР), как и компьютер, имеет две основные составляющие: «железо» и программное обеспечение. «Хардвер» и «софтвер». Без сомнений, самая трудная задача – создание «софта». Логично начать с самых общих программ, которые будут необходимыми для всех УР, независимо от их конкретных задач. Важно, например, научить любого робота ходить, научить его распознавать людей и предметы. Несмотря на то что мы еще не располагаем необходимыми программами, надо начать работу и по «железу». То есть приступить к проектированию «тела» робота.
Первоначально нужно построить робота, которым можно управлять дистанционно. Оператор надевает на голову шлем с дисплеем, видит глазами робота и чувствует себя на его месте. Он своими руками делает то, что должен сделать робот. А датчики, прикрепленные к его рукам, передают движения на руки робота. Такой андроид тоже будет очень востребован там, где человеку находиться опасно. Например при работах на месте пожаров, производственных аварий и стихийных бедствий, в космосе, на морском дне, на атомных электростанциях и т. д.
Имея такого робота, можно писать программы для управления им и сразу опробовать их на практике. И так, шаг за шагом, можно учить робота выполнять сначала самые простые, а потом и более сложные операции самостоятельно, без помощи оператора.
Без такого робота мы пока можем заниматься только теорией.
Проектирование «тела» робота можно также поделить на этапы.
Первый этап – скелет (несущая конструкция) андроида. Он включает в себя «кости» и «суставы», которые обеспечивают необходимые степени свободы. Здесь вряд ли возникнут большие проблемы. Это – сравнительно простая механическая конструкция, которая может быть сделана достаточно легкой и надежной.
Второй этап – «мускулы», силовая система УР. Уже разработано много разных двигателей для роботов – электрических, гидравлических, пневматических. Чтобы сделать их достаточно
Третий этап – датчики. Основную информацию человек получает через зрение и слух. Важны также датчики осязания (касания) и силы нажима. Для движения УР необходимы также сенсоры положения в пространстве и ускорения. Все эти датчики достаточно хорошо отработаны, и вопрос состоит только в выборе самых подходящих моделей. С датчиками вкуса и обоняния сложнее, но в первое время можно обойтись и без них.
Четвертый этап – система управления. Конечно, мы говорим о компьютере. Разумно сначала ограничиться возможностями обычного PC: один двухъядерный процессор, HDD – 250–500 GB, 1–2 GB RAM. УР обязательно должен иметь радиосвязь с внешним компьютером (сервером, который будет руководить работой группы роботов).
Пятый этап – источник энергии. Он должен быть автономным, но это не исключает возможности УРа использовать и внешнее питание по кабелю при продолжительной работе на одном месте. Обычно роботы питаются от электрических аккумуляторов, но их емкости не всегда хватает. Поэтому следует подумать об альтернативных источниках энергии: электрохимических генераторах (ЭХГ), супермаховиках или каких-нибудь других источниках энергии. Самую высокую эффективность из существующих разработок имеют двигатели внутреннего сгорания, но они очень шумны и выбрасывают вредные газы.
Этап шестой – «кожа». Логично защитить от воздействия окружающей среды механизмы УРа какой-нибудь оболочкой. Лучше всего, если она будет герметичной. Но она должна быть и гибкой, чтобы не мешать движениям андроида. Дополнительно можно герметизировать и отдельные, более чувствительные агрегаты.
Мой друг, инженер Марин Мидилев, обратил внимание на то, что практическое применение может иметь и рука робота отдельно – как протез для инвалидов. И нога тоже. Здесь, однако, должны сказать свое слово врачи и нейрохирурги. Как уловить нервные импульсы мозга, управляющие движениями рук и передать их на искусственную руку? На этот вопрос я ответить не могу. Я инженер, а не медик.
Но … в Вашингтоне в 2006 году прошла презентация новейшей версии подвижного протеза верхней конечности, управляемого импульсами, поступающими из двигательных центров головного мозга пациента. Впервые обладательницей бионического протеза стала женщина – бывшая военнослужащая армии США, 26-летняя Клаудия Митчелл. Подобные протезы планируется установить в будущем еще шести больным.
Первый бионический протез руки был установлен в 2002 году электрику из штата Теннеси Джесси Салливану. Салливан лишился обеих рук в результате тяжелейших ожогов, полученных им во время аварии на высоковольтной линии. Он также принял участие в презентации нового поколения бионических устройств.
Правая рука Клаудии была ампутирована по плечо в 2004 году после аварии, в которую она попала, катаясь на мотоцикле с приятелем. Протез, установленный ей в Чикагском институте реабилитации инвалидов, является самым совершенным на сегодняшний день бионическим устройством такого типа. Общая стоимость проекта по его разработке составила 4 миллиона долларов.
Для того чтобы связать протез с двигательными центрами головного мозга, оставшиеся после ампутации окончания двигательных нервов были присоединены к грудным мышцам пациентки. Сигналы, поступающие к нервным окончаниям из головного мозга, улавливаются датчиками повышенной чувствительности, крепящимися к поверхности тела, и передаются на процессор, управляющий движениями механического устройства. В более ранних моделях бионических протезов датчики крепились непосредственно к мышцам груди, и для их установки требовалось удаление части мышц и кожных покров.